Анализ принципа действия и руководство по применению машины точечной сварки, профессиональные знания

Профессиональные знания по анализу принципа и руководству по применению машин для точечной сварки. Наш завод специализируется на производстве машин для стыковой сварки, машин для точечной сварки, машин для шовной сварки, машин для сварки специальных профилей и т. д.
Точечная сварка — это процесс сварки отдельных точек на контактной поверхности свариваемого компонента в стыке. Точечная сварка требует, чтобы металлы имели хорошую пластичность. При сварке сначала очистите поверхность свариваемой детали, затем соберите свариваемый листовой металл, наложив его внахлест и прижав между двумя цилиндрическими медными электродами, и приложите усилие, чтобы плотно прижать его. При пропускании достаточно большого тока на контакте пластины выделяется большое количество тепла сопротивления, быстро нагревая металл в самой горячей центральной области до высокопластичного или расплавленного состояния, образуя жидкую расплавленную ванну в форме линзы. Продолжайте поддерживать давление, отключите ток, и после того, как металл остынет, образуется паяное соединение.
Точечная сварка используется только для сварки тонколистовых конструкций внахлест, металлической сетки, поперечных стальных структурных компонентов и т. д. без требований герметизации из-за определенного расстояния между точками сварки. Если столбчатый электрод заменить дисковым электродом, электрод плотно прижимается к свариваемой детали и вращается, а свариваемая деталь непрерывно подается между дисковыми электродами, а затем импульсно подается электричество. Она может образовывать непрерывную и перекрывающуюся точку сварки, образуя сварной шов, который называется шовной сваркой. Она в основном используется для сварки тонколистовых перекрывающихся структурных компонентов с требованиями герметизации или высокими требованиями к прочности соединения, такими как масляные баки, резервуары для воды и т. д.
Точечные сварочные аппараты по назначению можно разделить на универсальные (универсальные) и специализированные. По количеству одновременно свариваемых паяных соединений — одноточечные, двухточечные и многоточечные. По способу передачи механизма давления — педальные, электродвигательные кулачковые, пневматические, гидравлические, комбинированные (газожидкостные компрессионные) и т. д.
Принцип работы аппарата точечной сварки
Метод сварки с применением давления через электроды и использованием тепла сопротивления, выделяемого током, проходящим через контактную поверхность и прилегающие области соединения после сварки, называется контактной сваркой. Контактная сварка характеризуется высокой эффективностью производства, низкой стоимостью, экономией материала и простотой автоматизации. Поэтому она широко используется в различных отраслях промышленности, таких как авиация, космонавтика, энергетика, электроника, автомобилестроение и легкая промышленность, и является одним из важных процессов сварки.
1. Производственные и влияющие факторы сварочного тепла
Тепло, выделяемое при точечной сварке, определяется по следующему уравнению: Q=IIRt (Дж) -- (1)
В формуле: Q - выделяемое тепло (Дж), I - сварочный ток (А), R - сопротивление электрода (Ом), t - время сварки (с)
1. Сопротивление R и факторы, влияющие на R
Межэлектродное сопротивление включает сопротивление Rw самой заготовки, контактное сопротивление Rc между двумя заготовками и контактное сопротивление Rew между электродом и заготовкой. То есть, R=2Rw+Rc+2Rew - (2) как показано на рисунке
Когда заготовка и электрод постоянны, сопротивление заготовки зависит от ее удельного сопротивления. Поэтому удельное сопротивление является важной характеристикой свариваемого материала. Металлы с высоким удельным сопротивлением имеют плохую проводимость (например, нержавеющая сталь), в то время как металлы с низким удельным сопротивлением имеют хорошую проводимость (например, алюминиевый сплав). Поэтому при точечной сварке нержавеющей стали тепло выделяется легко, но рассеивается трудно, а при точечной сварке алюминиевого сплава тепло выделяется трудно, но рассеивается легко. При точечной сварке первая может использовать небольшой ток (несколько тысяч ампер), в то время как вторая должна использовать большой ток (десятки тысяч ампер). Удельное сопротивление зависит не только от типа металла, но и от состояния термообработки, способа обработки и температуры металла.
Продолжительность контактного сопротивления кратковременна и обычно существует на ранних стадиях сварки по двум причинам:
(1) Наличие оксидных или грязевых слоев с высоким сопротивлением на поверхности деталей и электродов может значительно затруднять прохождение тока. Избыточные оксидные и грязевые слои могут даже препятствовать проведению тока.
(2) В условиях очень чистой поверхности, из-за микро
Наблюдается неровность, из-за которой заготовка образует точки контакта только локально на шероховатых поверхностях. Схождение линий тока в точке контакта. Из-за сокращения пути тока сопротивление в точке контакта возросло.
По сравнению с Rc и Rw сопротивление Rew между электродом и заготовкой, как правило, ниже в медных сплавах из-за их меньшего удельного сопротивления и твердости, что оказывает меньшее влияние на образование ядер плавления. Поэтому мы считаем его влияние меньшим.
2. Влияние сварочного тока
Из формулы (1) видно, что ток оказывает большее влияние на тепловыделение, чем сопротивление и время. Поэтому в процессе сварки это параметр, который необходимо строго контролировать. Основными причинами изменения тока являются колебания напряжения в электросети и изменения импеданса во вторичной цепи сварочного аппарата переменного тока. Изменения импеданса происходят из-за изменения геометрической формы цепи или введения различного количества магнитного металла во вторичную цепь. Для сварочных аппаратов постоянного тока изменения импеданса вторичной цепи не оказывают существенного влияния на ток.
3. Влияние времени сварки
Для обеспечения размера сердечника сплава и прочности точки сварки время сварки и сварочный ток могут дополнять друг друга в определенном диапазоне. Для получения определенной прочности паяных соединений можно использовать высокий ток и короткое время (жесткие условия, также известные как жесткие спецификации) или низкий ток и длительное время (слабые условия, также известные как мягкие спецификации). Выбор между жесткими и мягкими спецификациями зависит от производительности, толщины и мощности сварочного аппарата, используемого для металла. Существует верхний и нижний предел для тока и времени, необходимых для металлов с различными свойствами и толщиной, которые следует использовать в качестве стандарта.
4. Эффекты давления электрода
Давление электрода оказывает существенное влияние на общее сопротивление R между двумя электродами. По мере увеличения давления электрода R значительно уменьшается, в то время как увеличение сварочного тока незначительно и не может повлиять на снижение тепловыделения, вызванное уменьшением R. Поэтому прочность паяного соединения всегда уменьшается с увеличением давления сварки. Решение состоит в увеличении сварочного тока при одновременном увеличении давления сварки.
5. Влияние формы электрода и свойств материала
В связи с тем, что площадь контакта электрода определяет плотность тока, электрическое сопротивление и теплопроводность материала электрода связаны с генерацией и рассеиванием тепла. Поэтому форма и материал электрода оказывают существенное влияние на образование зародышей плавления. По мере деформации и износа кончика электрода площадь контакта увеличивается, а прочность паяного соединения уменьшается.
6. Влияние состояния поверхности заготовки
Окислы, грязь, масло и другие загрязнения на поверхности заготовки увеличивают контактное сопротивление. Чрезмерно толстый слой окисла может даже препятствовать прохождению тока. Локальная проводимость из-за чрезмерной плотности тока может привести к разбрызгиванию и обгоранию поверхности. Наличие слоя окисла также может повлиять на неравномерный нагрев различных паяных соединений, вызывая колебания качества сварки. Поэтому тщательная очистка поверхности заготовки является необходимым условием для обеспечения получения качественных соединений.
2. Тепловой баланс и рассеивание тепла
При точечной сварке только небольшая часть выделяемого тепла используется для формирования сварного шва, а большая часть теряется из-за проводимости или излучения в соседние материалы. Уравнение теплового равновесия имеет вид:
Q=Q1+Q2- (3) где: Q1- теплота зародышеобразования, Q2- тепловые потери
Эффективное тепло Q1 зависит от теплофизических свойств металла и количества расплавленного металла и не зависит от используемых условий сварки. Q1=10%-30%Q, Нижний предел для металлов с хорошей теплопроводностью (таких как алюминий, медные сплавы и т. д.); Металлы с высоким электрическим сопротивлением и плохой теплопроводностью (такие как нержавеющая сталь, жаропрочные сплавы и т. д.) подлежат верхнему пределу. Тепловые потери Q2 в основном включают тепло, проведенное через электрод (30% -50% Q), и тепло, проведенное через заготовку (около 20% Q). Примерно 5% тепла излучается в атмосферу.
3. Цикл сварки
Сварочный цикл точечной и рельефной сварки состоит из четырех основных этапов (как показано на примере процесса точечной сварки):
1) Этап предварительного прессования - электрод опускается до этапа подключения тока, чтобы обеспечить плотное прижатие электрода к заготовке, благодаря чему между заготовками создается соответствующее давление.
2) Время сварки. Сварочный ток проходит через заготовку, выделяя тепло и образуя сварной шов.
3) Время обслуживания — отключите сварочный ток и продолжайте поддерживать давление электрода до тех пор, пока расплавленный сердечник не затвердеет до достаточной прочности.
4) Время отдыха - от начала подъема электрода до начала опускания электрода, начинается следующий цикл сварки.
Для улучшения характеристик сварных соединений иногда необходимо добавить к базовому циклу один или несколько из следующих этапов:
1) Увеличьте предварительное давление, чтобы устранить зазоры между толстыми заготовками и обеспечить плотную посадку.
2) Использование импульсов предварительного нагрева для улучшения пластичности металлов, что облегчает плотное прилегание заготовок и предотвращает разбрызгивание; при выполнении выпуклой сварки это может гарантировать, что несколько выпуклых точек будут равномерно соприкасаться с плоской пластиной перед сваркой, что гарантирует равномерный нагрев в каждой точке.
3) Увеличьте давление ковки, чтобы уплотнить ядро ​​расплава и предотвратить растрескивание или усадку.
4) Использование отпуска или медленных импульсов охлаждения для устранения закаленной структуры легированной стали, улучшения механических свойств соединений или предотвращения трещин и усадки без увеличения давления ковки.
4. Типы и диапазоны применяемого сварочного тока
1. Переменный ток можно модулировать для постепенного увеличения и уменьшения тока, достигая цели предварительного нагрева и охлаждения, что очень полезно для сварки алюминиевых сплавов. Переменный ток также можно использовать для многоимпульсной точечной сварки, что оставляет время охлаждения между двумя или более импульсами для управления скоростью нагрева. Этот метод в основном используется для сварки толстых стальных пластин.
2. Питание постоянного тока в основном используется в ситуациях, где требуется большой ток. Поскольку большинство сварочных аппаратов постоянного тока питаются от трехфазных источников питания, это позволяет избежать трехфазного дисбаланса нагрузки при подаче однофазного питания.
5. Свариваемость при контактной сварке металлов
Ниже приведены основные показатели оценки свариваемости контактной сварки:
1. Материалы с низким удельным электро- и теплопроводностью и высокой теплопроводностью требуют применения мощных сварочных аппаратов, которые обладают плохой свариваемостью.
2. Высокотемпературная прочность материалов. Металлы с высоким пределом текучести при высоких температурах (0.5-0.7Tm) склонны к дефектам, таким как разбрызгивание, усадка и трещины при точечной сварке, что требует применения высокого давления электрода. При необходимости приходится применять большое давление ковки после отключения электроэнергии, что приводит к плохой свариваемости.
3. Диапазон пластических температур материалов очень чувствителен к колебаниям параметров процесса сварки для металлов с узкими диапазонами пластических температур (например, алюминиевых сплавов), что требует использования сварочных аппаратов, которые могут точно контролировать параметры процесса и хорошее отслеживание электрода. Плохая свариваемость.
4. Чувствительность материалов к термоциклированию. Под воздействием термоциклирования сварки металлы, склонные к закалке, склонны к образованию закаленных структур и холодных трещин; Сплавы с низкими температурами плавления, склонные к плавлению примесей, склонны к образованию термических трещин; Металлы, упрочненные охлаждением, склонны к образованию зон размягчения. Для предотвращения этих дефектов следует принимать соответствующие технологические меры. Поэтому металлы с высокой чувствительностью к термоциклированию также имеют плохую свариваемость.